Orientador : Ulf F. Schuchardt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T17:28:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cotrim_AndreRibeiro_M.pdf: 5464140 bytes, checksum: 630647815c81453fc29e62ffa8b8e0f6 (MD5) Previous issue date: 1985 / Mestrado

Orientador: Fumio Yokoya / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-18T14:14:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiezJerez_MariaCristina_D.pdf: 4059904 bytes, checksum: 7fc63fb11ee18e7a96073e0fb2f039dc (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Foi conduzido um estudo sobre métodos e condições de fermentação de melaço de cana-de-açúcar por Zymomonas mobilis CP4 e seu efeito sobre os parâmetros cinéticos de fermentação. Avaliou-se o efeito da temperatura, controle de pH e efeito de íons Ca++, K+ , Cl- e Mg ++ em meio de fermentação com sacarose. Em melaço de cana-de-açúcar foi estudado o efeito da clarificação e suplementação com nutrientes. Determinaram-se os parâmetros cinéticos de fermentação do melaço em processo descontínuo, descontínuo alimentado e contínuo em escala de laboratório; e descontínuo e descontínuo alimentado em fermentador piloto. Foram também realizados ensaios de fermentação em processo descontínuo, em escala de laboratório, utilizando caldo de cana-de-açúcar e HTM como substratos da fermentação. Determinou-se que a temperatura de 34°C é a mais apropriada para o crescimento e produção de álcool por Zymomonas mobilis CP4 em meio com sacarose e melaço; a produção de levana diminui com o aumento da temperatura e com o controle de pH durante a fermentação. Os tratamentos de clarificação do melaço, removeram Ca++ e K+, mas são aumentaram os rendimentos fermentativos. Ca ++, K+ e Cl- são inibidores do crescimento e fermentação de Zymomonas mobilis CP4, mas o Mg++ são apresentou efeito inibitório em nenhuma das condições. estudadas. A suplementação do melaço é necessária para aumentar os rendimentos fermentativos. Em processo descontínuo os melhores resultados foram em concentração de melaço de 108 g/l. A produtividade em processo contínuo foi superior a dos processos descontínuo e descontínua-alimentado. Em fermentador piloto os rendimentos fermentativos em processo descontínuo foram superiores aos do fermentado de laboratório, mas a produtividade foi menor. Em descontínuo alimentado os rendimentos foram superiores aos do ensaio em fermentador de laboratório. O melaço de cana-de-açúcar e o caldo de cana de açúcar são matérias-primas apropriadas para a fermentação, mas devem ser suplementadas para obter rendimentos fermentativos altos. / Abstract: This study was carried out to characterize the methods and parameters affecting the fermentation of Zymomonas mobilis CP4 on sugar cane molasses as sustrate. Temperature, pH, Ca++, K+, Mg++ and Cl- were the experimental variables using on a saccharose culture medium. Besides, the effects of clarification and nutrients suplementation of sugar cane molasses was studied. Kinetics parameters on sugar cane molasses were analyzed under different experimental conditions: a prototype lab fermenter was used in batch, fed-batch and continuous fermentations, and a pilot prototype scale was used for batch and fed-batch fermentations. At the same time, fermentation assays in a discontinuous process under laboratory scale procedures were carried out using sugar cane medium and HTM as the sustrate of the fermentation. Growth rate and ethanol production by Zymomonas mobilis CP4 in saccharose and molasses culture medium were optimum at 34 °C. Levan output decreased with increasing temperature and pH control during the fermentation. Clarification treatments in molasses decreased the amount of Ca++ and K+ but not better results in fermentation rate were observed, despite the fact that both ions and chlorides ions exert and inhibitory effect in growing and fermentation activities of Zymomonas mobilis CP4. No negative effect was observed concerning Mg ++. Besides, molasses suplementation with nutrients was necessary to increase yields. In' batch process better -kinetics results were obtained with molasses concentrations of 108 g/l. The productivity was higher in continuous process compared with batch and fed-batch processes. The fermentation output obtained with batch process were higher under pilot plant operation in contrait with laboratory scale models. Sugar cane molasses and. sugar cane culture medium were better nutritional products for fermentation purposes but most be supplemented to get better results. / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador : Florencia Cecilia Menegalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-16T01:39:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_RogerDarros_M.pdf: 7114876 bytes, checksum: 0b979ecc2e537d175e58803e554906be (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Cada uma das etapas de produção de combustíveis a partir de biomassa deve ser otimizada do ponto de vista energético, para que no ciclo completo exista uma real produção de energia, considerando todos os insumos energéticos. Neste sentido, foi construída uma montagem experimental para estudo da secagem do bagaço de cana obtido da produção de etanol a partir da cana-de-açúcar, em sistema pneumático. Além das medições de pressão estática e temperatura do gás, ao longo do duto de secagem, foi desenvolvido um dispositivo de amostragem de sólidos que permite avaliar o perfil de umidade do bagaço, o que geralmente nos estudos deste sistema de secagem somente era obtido indiretamente através de balanço de massa. Através da operação do sistema de secagem pneumática foram medidos os perfis de pressão estática, umidade do sólido e de temperatura do gás, para o escoamento da suspensão ao longo de um duto de 3 polegadas de diâmetro e 4 m de comprimento total. Foram utilizados nos experimentos bagaço de cana com umidade variando entre 0,94 e 4,04 kg água/ kg matéria seca. A faixa de vazões mássicas de bagaço situou-se entre 1,24 e 60,7 kg: de bagaço úmido/h e 100,01 à 172,10 kg ar úmido/h para o ar de transporte e secagem, cuja temperatura de entrada variou de 100 à 220ºC. Através do estudo da cinética da secagem, verificou-se a influência de diversos parâmetros como vazão de gás e sólidos, temperatura do ar de secagem e granulometria do material. O estudo da fluidodinâmica do sistema, através dos perfis de pressão estática e da medida da velocidade terminal das partícu1as, permitiu a obtenção de correlações para parâmetros importantes como o fator de atrito dos sólidos com as paredes do duto e coeficiente de arraste, incluindo um estudo detalhado forma e tamanho das partículas de bagaço e sua influência na dinâmica do escoamento. A secagem pneumática também foi abordada através das equações dos balanços de massa e energia térmica, cujos resultados possibilitaram a obtenção de uma correlação para Nusselt e Reynolds. Foram obtidos resultados que contribuem para o projeto e otimização de secadores pneumáticos e uma melhor avaliação de sua performance e consumo energético / Abstract: Each stage of the fuel production cicle since biomass will be optimized from an energetic view point to assure a net production. An experimental continuous pneumatic drier was constructed to study the drying behavior of sugar cane bagasse from ethanol or sugar cane industry. Besides the measurement of static pressure and gas temperature along drying tube, a solid sample apparatus was developed, which makes possible to evaluate the solid moisture profile, what generally was obtained indirectily by mass balance in other works on this theme. The static pressure, solid moisture content and air temperature profiles for the suspension flow, were measured with the operation of the pneumatic drying system, along the drying tube with 3 inches of diameter and 4 m of total length. Experiences were realized with sugar cane bagasse with water content varying between 0,94 and 4,04 dry basis. The range of bagasse mass flow rate varied between 1,24 and 60,7 kg/h and 100,01 to 172,10 kg/h for air mass flow rate used to transport and drying, wich entrance temperature varied of 100 to 220ºC. The influence of different parameters as well as air and solids mass flow rate, air drying temperature and particle shape and size distribution were investigated with the aim of the study on drying kinetics. The study of fluidynamics of the system, with the static pressure profille and particles free settling velocities, was possible to obtain correlations for important parameters as well as solid-wall friction factor, drag coefficient including a detailed study of particle shape and size of bagasse and its effects on dynamics of flow. The pneumatic drying was also investigated by a mathematical analysis of thermal energy and material balance equations, whose results made it possible to obtain a Nusselt.- Reynolds correlation. The results obtained contribute to the project and optimization of pneumatic dryers and better evaluation of its performance and energy consumption / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Camila de Almeida Melo / Coorientador: Altair Benedito Moreira / Banca: Maurício Boscolo / Banca: Odair Pastor Ferreira / Resumo: O processamento da cana-de-açúcar para a produção do etanol e do açúcar vem crescendo a cada ano no Brasil, gerando grandes quantidades de subprodutos de biomassa, a destacar a vinhaça e o bagaço de cana. O principal uso dessas biomassas é na geração de energia (bagaço de cana) e na fertirrigação (vinhaça). Porém a busca por novas alternativas de utilização do bagaço de cana e da vinhaça são necessárias na tentativa de agregar ainda mais valor a estes subprodutos. Sendo assim, estes subprodutos podem ser utilizados no processo de carbonização hidrotérmica (CHT), uma técnica capaz de converter termicamente a biomassa úmida em um material sólido rico em carbono, denominado carvão hidrotérmico. Devido às características físico-químicas do carvão hidrotérmico, diversas aplicações têm sido sugeridas, sendo umas delas o uso como possível fertilizante. No processo de CHT, também é gerada uma fração líquida denominada água de processo. Conhecer a composição orgânica do carvão hidrotérmico e da água de processo é fundamental para entender os efeitos do uso do carvão hidrotérmico como um fertilizante e para propor um destino adequado para a água de processo. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo fazer um screening inicial dos principais compostos orgânicos presentes no carvão hidrotérmico e na água de processo, utilizando um espectrômetro de massas com ionização por electrospray (ESI-MS), seguido da identificação dos compostos orgânicos não voláteis, utilizando... / Abstract: The processing of sugarcane for ethanol and sugar production has been growing every year in Brazil, generating large quantities of biomass by-products, including vinasse and sugarcane bagasse. The main use of these biomasses is for energy generation (sugarcane bagasse) and fertigation (vinasse). However the search for new alternatives of sugarcane bagasse and vinasse uses are necessary in an attempt to add even more value to these byproducts. Thus, these by-products can be used in the hydrothermal carbonization (HTC) process, a technique capable to convert thermally the wet biomass into a solid carbon-rich material called hydrochar. Due to the physical-chemical characteristics of the hydrochar, several applications have been suggested, one of them being the use as a possible fertilizer. In the HTC process, a liquid fraction called process water is also generated. Knowing the organic composition of hydrochar and process water is fundamental to understand the effects of the use of hydrochar as a fertilizer and to propose a suitable destination for process water. In this context, the present work aimed to perform an initial screening of the main organic compounds present in hydrochar and process water using an electrospray ionization mass spectrometer (ESI-MS), followed by the identification of the non-volatile organic compounds, using gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). From the results obtained by ESI-MS analysis, it can be concluded that the conditions of ... / Mestre

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Banca: Michel Brienzo / Banca: João Claudio Thomeo / Resumo: Os xilo-oligossacarídeos (XOs) e fruto-oligossacarídeos (FOs) apresentam atividades prebióticas, favorecendo a melhora nas funções intestinais, ação imunológica, antimicrobiana e outros benefícios à saúde. A produção dos XOs pode ser realizada pela utilização de materiais lignocelulósicos (MLCs). O objetivo deste trabalho foi aperfeiçoar a extração de hemicelulose a partir do bagaço de cana-de-açúcar, além de comparar a produção de XOs com xilanases de Trichoderma reesei QM 9414 e Aspergilus fumigatus M51. Foram feitos testes de digestibilidade "in vitro" e também de fermentação "in vitro" com bactérias probióticas e patogênicas para avaliar o potencial prebiótico de XOs produzidos por tratamento alcalino e compará-los com XOs e FOs comerciais. Os pré-tratamentos alcalinos desenvolvidos com 10% de KOH a 70ºC (tratamento 1) e com 5% de KOH a 121ºC (tratamento 3) se mostraram similares ao método que utiliza 24% de KOH a 35ºC (método ZD) para extração de hemicelulose, porém são mais simplificados e econômicos. O tratamento 1 apresentou redução de 54,1% de KOH e 1,98% de etanol e o tratamento 3 reduziu em 76,2% o KOH e 40,9% o etanol. Estes três experimentos de extração de hemicelulose foram selecionados para os testes de hidrólise enzimática com xilanases dos fungos T. reesei e A. fumigatus para produção de XOs. A hidrólise com enzimas de T. reesei se mostrou mais vantajosa apenas para produção de xilose (54,9%) em 24 horas, utilizando-se hemicelulose produzida pelo tratamento número 3. Testes com enzimas de A. fumigatus apresentaram melhor rendimento de XOs (27,1%) em 24 horas e menor rendimento de xilose (19,6%), com hemicelulose do tratamento 1 (XOs LABI). Experimentos de fermentação "in vitro" demonstraram a capacidade de Lactobacillus e Bifidobacterium fermentarem XOs e FOs (Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The xylo-oligosaccharides (XOs) and fructo-oligosaccharides (FOs) have prebiotic activities, improving bowel function, immunological and antimicrobial activity and other health benefits. XOs production can be accomplished by the use of lignocellulosic materials (LCMs). The goal of this work was to improve the hemicellulose extraction from sugarcane bagasse and to compare the XOs production using xylanases from Trichoderma reesei QM 9414 and Aspergillus fumigatus M51. We performed "in vitro" digestibility tests and also "in vitro" fermentation with probiotic and pathogenic bacteria to evaluate the prebiotic potential of XOs produced by alkali treatment and compared it with commercial XOs and FOs. Alkaline pretreatments developed with 10% KOH at 70° C (treatment 1) and 5% KOH at 121° C (treatment 3) were similar to the method using 24% KOH at 35° C (ZD method) for hemicellulose extraction, but they were more simplified and economical. Treatment 1 presented a reduction of 54.1% KOH and 1.98% ethanol and treatment 3 reduced KOH in 76.2% and ethanol in 40.9%. These three hemicellulose extraction experiments were selected for XOs production in the enzymatic hydrolysis tests with fungal xylanases of T. reesei and A. fumigatus. Hydrolysis with T. reesei enzymes proved advantageous only for xylose production (54.9%) at 24 hours, using hemicellulose produced by treatment number 3. Testing with A. fumigatus enzymes showed better XOs production (27.1%) at 24 hours and lower release of xylose (19.6%), using hemicellulose obtained by treatment 1 (XOs LABI). Fermentation experiments "in vitro" showed the ability of Lactobacillus and Bifidobacterium to ferment commercial XOs and FOs, emphasizing the preference of L. brevis and B. breve for commercial XOs while B. lactis and L. acidophilus demonstrated preference for commercial FOs. B. longum grew in both (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Lúcia Helena Sipaúba Tavares / Banca: Cintia Erbert / Banca: Claudinei da Cruz / Resumo: As microalgas são organismos que apresentam diversificada composição bioquímica e tem atraído interesse de várias áreas comerciais e de pesquisas focadas na obtenção de compostos de alto valor comercial. Algumas espécies são cultivadas em larga escala, como por exemplo a microalga Haematococcus pluvialis, que na aquicultura desempenha papel fundamental como fonte alimentar de organismos aquáticos. O crescimento, desenvolvimento e a composição bioquímica algal são influenciados por diversos fatores como o meio de cultura e as condições de cultivo. Um dos maiores problemas na produção destes microrganismos em larga escala é o elevado custo de produção, principalmente devido as formulações dos meios de cultura. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho da microalga H. pluvialis cultivada em meios de cultura alternativos com baixo custo de produção comparado ao meio comercial WC, sob duas condições de cultivo: fototrófico e mixotrófico. Em condição fototrófica, a microalga foi cultivada em meio a base de fertilizante inorgânico NPK nas relações (20:5:20, 12:6:12, 10:10:10 e 4:14:8) e em condição mixotrófica foi testado a adição de melaço como fonte orgânica de carbono. Este estudo foi realizado em ambiente com condições controladas em volume de 2 litros. A microalga Haematococcus pluvialis apresentou crescimento e desenvolvimento satisfatório quando cultivada em meio alternativo à base de fertilizante inorgânico sob condição fototrófica. Em relação ao cultivo mixotrófico utilizando melaço de cana-de açúcar como fonte alternativa de glicose, a produção de biomassa é diretamente influenciada pelo meio de cultura adotado. A relação 10:10:10 apresentou elevada densidade celular comparada ao meio comercial WC, sendo a mais indicada para obtenção de alta produtividade. O meio de cultura adotado também influenciou a composição bioquímica desta espécie, sendo obtidos elevados... / Abstract: Microalgae are organisms with diversified biochemical composition and are increasingly being focused by several commercial firms and research areas to obtain compounds with high commercial value. Some species, such as the microalga Haematococcus pluvialis, are cultivated on a large scale and have a fundamental role as feed sources of water organisms. Growth, development and biochemical composition of the algae are affected by several factors such as the culture medium and breeding conditions. One of the most important issues in the large scale production of these microorganisms is high production costs especially due to the formulation of culture media. Current paper evaluates the performance of microalga H. pluvialis bred in alternative culture media with low production costs when compared to WC commercial medium under phototrophic and mixotrophic culture conditions. In phototrophic conditions, the microalga was cultivated in a medium based on the inorganic fertilizer NPK at different ratios (20:5:20, 12:6:12, 10:10:10 and 4:14:8), whereas in mixotrophic conditions it was tested by adding sugar cane molasses as the organic source for carbon. Current analysis was performed in a 2-L volume in controlled conditions. The microalga Haematococcus pluvialis grew and developed successfully when cultivated in an alternative medium based on inorganic fertilizers under phototrophic conditions. In the case of mixotrophic culture with sugar cane molasses as an alternative glucose source, biomass production was directly affected by the culture medium used. The ratio 10:10:10 had high cell density when compared to that of WC commercial medium, more appropriate for high productivity. Culture medium also influenced the biochemical composition of the species with high levels of proteins and total amino acids and low production of lipids due to the high availability and intake of nitrogen and phosphorus in the culture. The addition of molasses may be ... / Mestre

Orientador: Maura Seiko Tsutsui Esperancini / Banca: Silvia Angelica Domingues de Carvalho / Banca: Ricardo Ghantous Cervi / Banca: Luis Carlos Ferreira de Almeida / Banca: Luiz Cesar Ribas / Resumo: O setor sucroenergético tem grande representatividade histórica no agronegócio brasileiro e vem ganhando notoriedade com a crescente demanda mundial por fontes de energia renováveis. A expressiva expansão da cultura de cana-de-açúcar demonstra a dimensão que o setor possui dentro do cenário atual. A capacidade produtiva brasileira é incontestável, porém, ainda existem divergências no que se refere ao comportamento dos preços. Destaca-se que as decisões realizadas dentro do setor se dão em um contexto de formação livre de preços, mas o ambiente de mercado tem sido fortemente influenciado, por influências exógenas, tal como desregulamentação do mercado e lançamento dos veículos flex fuel. Entretanto, é possível que os produtores sejam guiados em suas decisões de produção mais, predominantemente, pelos preços. Dentro deste contexto, o presente trabalho procura identificar se há influência dos preços do açúcar, do etanol e da própria cana-de-açúcar na área plantada de cana-de-açúcar no estado de São Paulo, no período de 1995 a 2015. Faz-se uso da metodologia proposta por Box-Jenkins de Função Transferência, que se constitui num método multivariado de séries temporais e que apresenta vantagens em relação aos métodos tradicionais de estimação. Os resultados demonstraram que os preços têm influenciado o aumento na área de cana-de-açúcar, em especial, o preço do açúcar. Também foram feitas análises de intervenções para os principais eventos ocorridos no mercado sucroenergético para ... / Abstract: Historically, the sugarcane industry has been an important play in the brazilian agribusiness that has gained notoriety with the increasing global demand for renewable energy sources. The significant expansion of sugarcane cultivation shows the extent that theis sector has in the current scenario. Brazil's production capacity is indisputable, however, there are still differences regarding the sugarcane products prices behavior. It is noteworthy that the decisions within the sector are done in the context of free pricing, but the market ambient has been heavily influenced by exogenous influences, such as deregulation of the market and launch of flex-fuel vehicles. However, it is possible that the producers decisions are been guided, predominantly, by the market prices. Within this context, this study seeks to identify whether there is an influence of sugar, ethanol, and sugarcane prices on the sugarcane planted area in Sao Paulo state, from 1995 to 2015. The methodology used was the one proposed by Box-Jenkins, Transfer Function, which is a multivariate time series method and has advantages over traditional methods of estimation. The results showed that all prices have influenced the increase in sugarcane area, in particular the sugar's price. Moreover, interventions analyzes were made to the main events in the sugarcane market for the years under study, where the price of sugar was the most affected ... / Doutor